Contenuto di additivi e consumo di acqua

Il dosaggio dell'additivo e la quantità di acqua sono parametri importanti nella progettazione della miscela di calcestruzzo. Sono entrambi antagonisti e reciprocamente unificati, influenzandosi e interrelandosi tra loro. Solo coordinando e bilanciando questi due fattori si potrà ottenere un calcestruzzo soddisfacente. Nel determinare questi fattori, occorre prestare attenzione al loro coordinamento. Gli impasti cementizi necessitano di una certa quantità di pasta per ottenere una lavorabilità soddisfacente; non sempre è meglio usare meno acqua. Nella progettazione della miscela, se l'additivo è insufficiente, aumenterà la richiesta di acqua e si tradurrà in una scarsa dinamica del calcestruzzo (scarsa fluidità, miscela lenta). Al contrario, se l'additivo è eccessivo e l'acqua è insufficiente, la pasta cementizia tende a diventare appiccicosa e addirittura a sanguinare. Inoltre, un'eccessiva quantità di additivi può rendere il calcestruzzo sensibile all'acqua, rendendo la miscela difficile da controllare.

1. Dosaggio della miscela

A condizione che le quantità di cemento, additivi minerali e aggregati siano costanti, esiste un'adeguata combinazione di dosaggio di acqua e additivi che può far sì che la coesione, la fluidità e la ritenzione idrica del calcestruzzo raggiungano uno stato relativamente ottimale. Quando si utilizzano additivi, il dosaggio determinato dovrebbe avere un surplus consentito per garantire la sicurezza della lavorabilità del calcestruzzo. Ad esempio, se il dosaggio massimo dell'additivo è del 2,2%, il dosaggio dovrebbe essere impostato intorno all'1,8%, consentendo uno spazio di regolazione di 0,3%-0,5%.

Se la quantità di acqua viene determinata prima durante la progettazione della miscelazione, il dosaggio dell'additivo può essere valutato in base al tasso di riduzione dell'acqua e quindi confermato mediante una miscelazione di prova. In alternativa, con quantità fisse di cemento, additivi minerali e aggregati, la quantità di acqua può essere inizialmente stimata in base ai requisiti di lavorabilità del calcestruzzo. Ad esempio, se la dimensione massima dell'aggregato è 31,5 mm, il modulo di finezza della sabbia è 2,6 e lo slump target è 180 mm, la quantità di acqua di base è 227,5 kg/m³. Se il dosaggio dell'additivo è del 2,0% con una riduzione dell'acqua del 25%, la quantità di acqua per il calcestruzzo con additivo è di circa 170 kg/m³.

Il dosaggio dell'additivo è influenzato non solo dalla qualità del cemento ma anche dalla qualità degli additivi minerali e degli aggregati. Per una combinazione consolidata di materiali, la quantità ottimale di acqua e il dosaggio dell'additivo differiscono e devono essere determinati tramite test. Durante la miscelazione di prova, i criteri includono distribuzione uniforme dei componenti della miscela di calcestruzzo, pasta piena, fluidità soddisfacente, assenza di sanguinamento e segregazione.

Se la perdita della miscela è troppo grande, causando gravi perdite e segregazione, è necessario ridurre innanzitutto la quantità di acqua durante la regolazione. Se lo slump è leggermente troppo piccolo, il dosaggio dell'additivo può essere regolato di circa lo {{0}},1%. Se lo slump è notevolmente troppo piccolo, la quantità di acqua dovrebbe essere aumentata in base all'esperienza, poiché un aumento della quantità di acqua di 5 kg/m³ può aumentare lo slump di 20 mm. La variazione dello slump con un aumento dello 0,1% nel dosaggio dell'additivo dovrebbe essere determinata mediante test, poiché diversi tipi di additivo e produttori mostrano differenze significative.

Quando il dosaggio dell'additivo è fisso, esiste una quantità d'acqua critica. Se la quantità di acqua supera questo valore, la miscela di calcestruzzo si separerà e colerà facilmente. Quando la quantità di acqua è vicina a questo valore critico, piccoli cambiamenti nella quantità di acqua possono causare cambiamenti significativi nello stato della miscela di calcestruzzo, complicando il controllo di qualità. Le variazioni del contenuto di umidità degli aggregati possono erroneamente sembrare problemi di qualità degli additivi, ma in realtà si tratta di un problema di progettazione della miscela.

2. Quantità d'acqua

Il fabbisogno idrico di consistenza standard del cemento, il rapporto di richiesta di acqua delle ceneri volanti e il rapporto di fluidità degli additivi minerali influiscono tutti sulla quantità di acqua del calcestruzzo. Tuttavia, l’impatto del crollo del calcestruzzo sulla quantità di acqua è il più diretto. Anche se l'uso degli additivi disaccoppia la dimensione dello slump dalla quantità di acqua, consentendo la regolazione dello slump modificando il dosaggio dell'additivo mantenendo costante la quantità di acqua, un grande requisito di slump con una bassa quantità di acqua può portare a una pasta insufficiente. Il semplice aumento del dosaggio dell'additivo per ottenere una lavorabilità soddisfacente può causare segregazione e sanguinamento. Con proporzioni fisse di cemento, additivi minerali e aggregati, esiste una quantità minima di acqua per ottenere lo slump desiderato, al di sotto della quale gli additivi non possono funzionare in modo efficace.

Il deterioramento della qualità delle materie prime può ridurre la compatibilità con gli additivi, abbassando il tasso di riduzione dell'acqua. Durante la produzione, è necessario osservare i cambiamenti delle materie prime e controllare la quantità di acqua utilizzando additivi anziché limitarsi ad aumentare l'acqua per migliorare la lavorabilità. Ciò è particolarmente vero per i superfluidificanti policarbossilati, che sono più sensibili al contenuto di limo e polvere di pietra negli aggregati.

3. Determinazione della quantità di acqua e del dosaggio dell'additivo

Per quanto riguarda la quantità di acqua, è necessario rispettare la regola del rapporto acqua-cemento più basso. Questa regola stabilisce che la quantità di acqua dovrebbe essere ridotta al minimo pur rispettando i requisiti di lavorabilità. Un'elevata quantità di acqua determina un aumento della porosità interna, dell'assorbimento d'acqua, della permeabilità, di una ridotta tenuta all'acqua, di un aumento delle fessure da ritiro, di un ridotto legame dell'interfaccia aggregato-cemento, di una ridotta aderenza tra armatura e malta, maggiori variazioni di volume dovute a cicli umido-asciutto e una ridotta resistenza agli agenti atmosferici e attacco chimico. È anche importante rispettare la regola della quantità minima di pasta. Una quantità eccessiva di pasta compromette la stabilità del volume, aumentando le fessurazioni da ritiro; una quantità insufficiente di pasta riduce lo spessore del rivestimento dell'aggregato, riducendo la fluidità e la durata.